CN110077469B - 车身构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在微小重叠碰撞时保护配置在地板上的电池的车身构造。其包括：配置在车辆前方侧且沿车辆前后方向并列设置的一对前侧车架(14、14)；配置在各前侧车架(14)的车辆前端并向车宽方向外侧延伸的下构件(18)及角撑板(24)(载荷承受部)；配置在各前侧车架(14)的车宽方向外侧的前轮(26)；以及沿车辆前后方向延伸的左右一对下纵梁(25、25)，载荷承受部的车宽方向外侧端部(18a、24c)与前轮(26)的车宽方向内侧端部(26a)相比位于车宽方向的外侧，前轮(26)的车宽方向外侧端部(26b)与下纵梁(25)的车辆前端的车宽方向内侧端部(25a)相比位于车宽方向的外侧。

Description

车身构造
技术领域
本发明涉及汽车等车辆的车身构造。
背景技术
例如，在专利文献1中公开了一种提高窄幅偏置碰撞时的碰撞载荷吸收性的车身构造。所谓微小重叠碰撞(也称为窄幅偏置碰撞(narrow offset collision)、小重叠碰撞(small over lap collision))例如是指对面车辆等碰撞物偏向车辆前端的右侧或左侧，对面车辆等碰撞物的前侧车架或保险杠横梁经由前轮与车身的下纵梁前端碰撞的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5670246号公报
发明内容
然而，在专利文献1公开的车身构造中，在微小重叠碰撞(窄幅偏置碰撞、小重叠碰撞)时，下纵梁前端压溃而能够吸收碰撞载荷。但是，在专利文献1公开的车身构造中，需要在地板上设置加强构架，存在难以应用于地板上配置有电池的电动汽车的可能。
并且，所谓微小重叠碰撞试验(窄幅偏置碰撞试验、小重叠碰撞试验)是指使偏置碰撞宽度的大约一半(车身前面宽度的大约四分之一)与屏障碰撞的试验。例如，除了对面车辆以外，还设想了与建造物的角部、树或电线杆等较细构造的碰撞。
本发明是鉴于所述问题点提出的，目的在于提供一种能够在微小重叠碰撞时保护配置在地板上的电池的车身构造。
为了实现所述目的，本发明的特征在于，包括：一对前侧车架，其配置在车辆前方侧，沿车辆前后方向并列设置；载荷承受部，其配置在各所述前侧车架的车辆前端，向车宽方向外侧延伸；前轮，其配置在各所述前侧车架的车宽方向外侧；以及左右一对下纵梁，其配置在所述前轮的车辆后方侧，沿车辆前后方向延伸，所述载荷承受部的车宽方向外侧端部与所述前轮的车宽方向内侧端部相比位于车宽方向的外侧，所述前轮的车宽方向外侧端部与所述下纵梁的车辆前端的车宽方向内侧端部相比位于车宽方向的外侧。
发明的效果
在本发明中，能够获得能够在微小重叠碰撞时保护配置在地板上的电池的车身构造。
附图说明
图1是应用本发明实施方式的车身构造的电动汽车的概略构成立体图。
图2是从底面观察图1所示的电动汽车的仰视图。
图3是从图1的箭头A方向观察的主视图。
图4的(a)、(b)是表示微小重叠碰撞时的动作并表示车宽方向的位置关系的局部放大仰视图。
图5是表示角撑板接合于前侧车架的内侧壁的状态的立体图。
图6的(a)是表示角撑板和下构件的立体图，(b)是沿(a)的VI-VI线的端面图。
图7是图1所示的电动汽车的局部剖切立体图。
图8是从车身的底面侧观察通道横梁的立体图。
图9是沿图7的IX-IX线的端面图。
图10是从车室内侧观察的下前围板的立体图。
图11是表示前围板横梁与第2外伸叉架的关系的局部剖切立体图。
图12是表示从前侧车架传递的碰撞载荷沿各加强筋分散的状态的立体图。
图13是表示下纵梁、下前围板及与下前围板的关系的剖切立体图。
图14的(a)(b)是载荷承受部为下面板的情况的说明图。
图15的(a)(b)是载荷承受部为角撑板的情况的说明图。
附图标记说明
10 电动汽车(车辆)
14 前侧车架
14a 内侧壁
14b 外侧壁
16 上构件
18 下构件(载荷承受部)
18d (下构件的)车宽方向外侧端部
20 前柱
22 下前围板
24 角撑板
24c (角撑板的)车宽方向外侧端部
25 下纵梁
26 前轮
26a (前轮的)车宽方向内侧端部
32 第1外伸叉架
34 第2外伸叉架
34a (第2外伸叉架的车宽方向外侧的)凸缘
36 底板
38 (底板的)加强筋
40 通道横梁
41d 前方凸缘部(凸缘)
41e 后方凸缘部(凸缘)
44 地板通道
46 前围板横梁
46a (前围板横梁的)凸缘
48 (下前围板的)加强筋
50 通道构架
具体实施方式
以下参照适当附图对本发明的实施方式进行详细说明。并且，在各图中，“前后”表示车辆前后方向，“左右”表示车宽方向(左右方向)，“上下”表示铅直上下方向。
如图1所示，应用本发明实施方式的车身构造的电动汽车(车辆)10具有车身架12。该车身架12构成为包括车身架前部12a和电池收纳部12b，该电池收纳部12b配置在车身架前部12a的车辆后方，收纳作为电气部件的电池。
并且，电气部件不限定于电池，例如也包含燃料电池等。另外，应用本实施方式车身构造的车辆不限定于电动汽车10，例如也可以应用于由内燃机驱动的普通汽车。
如图1至图3所示，车身架前部12a包含左右一对前侧车架14、14、左右一对上构件16、16和左右一对下构件18、18。此外，车身架前部12a包括左右一对前柱20、20、下前围板(仪表板下部)22、左右一对角撑板24、24和左右一对下纵梁25、25。各下构件18及各角撑板24如后所述，作为技术方案的“载荷承受部”发挥作用。在各前侧车架14的车宽方向外侧配置有左右一对前轮26、26。
在各前侧车架14的前端分别经由角撑板24连结朝向车宽方向外侧延伸的左右一对安装板28、28。在各安装板28上安装未图示的保险杠横梁延长部。在未图示的左右一对保险杠横梁延长部装配沿车宽方向延伸的未图示的保险杠横梁。
如图2所示，左右一对前侧车架14、14沿车辆前后方向大致平行地延伸。各前侧车架14由在车宽方向内侧配置的内侧壁14a(参照图5)和在车宽方向外侧配置的外侧壁14b(参照图6)构成，在其内部具有闭合截面。内侧壁14a的上端及下端具有上凸缘部及下凸缘部。外侧壁14b的上端及下端具有上凸缘部及下凸缘部。各前侧车架14使内侧壁14a的上下凸缘部与外侧壁14b的上下凸缘部间相互接合而一体地结合。
如图1及图2所示，在各前侧车架14的车辆前方端部设有角撑板24。各前侧车架14的车辆后方端部与沿车宽方向延伸的下前围板22的下部侧接合，且与后述的载荷分支传递部连结。
如图5所示，各角撑板24正面观察时呈大致矩形状，俯视观察时从车宽方向内侧朝向车宽方向外侧沿车辆斜前方延伸。该角撑板24包括与前侧车架14接合的第1接合凸缘部24a和与安装板28接合的第2接合凸缘部24b。第1接合凸缘部24a由在角撑板24的上端设置的上凸缘部和在角撑板24的下端设置的下凸缘部构成。第2接合凸缘部24b由在角撑板24的上端设置的上凸缘部和在角撑板24的下端设置的下凸缘部构成。
第1接合凸缘部24a夹设在内侧壁14a的上下凸缘部与外侧壁14b的上下凸缘部之间，第1接合凸缘部24a、内侧壁14a及外侧壁14b的上下凸缘三者一体接合。第1接合凸缘部24a沿着前侧车架14的内侧面而沿车辆前后方向延伸。第2接合凸缘部24b沿车宽方向延伸。另外，角撑板24的车宽方向内侧的部分位于由内侧壁14a和外侧壁14b构成的前侧车架的车辆前端的闭合截面内(参照图14的(b)、图15的(b))。
各下构件18正面观察时呈大致L字状(参照图3)。该下构件18从前侧车架14的车辆前端朝向上方立起并向车宽方向外侧延伸，进而与从前柱20向前方延伸的上构件16的车辆前端连结(结合)。另外，如图6的(b)所示，下构件18包括位于车辆前方侧的前壁部18a和位于车辆后方侧的后壁部18b，在前壁部18a与后壁部18b之间形成有闭合截面18c。
如图4的(a)所示，在仰视观察时，下构件18的车宽方向外侧端部18d及角撑板24的车宽方向外侧端部24c与前轮26的车宽方向内侧端部26a相比位于车宽方向的外侧。前轮26的车宽方向外侧端部26b与下纵梁25的车辆前端的车宽方向内侧端部25a相比位于车宽方向的外侧。
如图2所示，各上构件16分别配置在左右一对前侧车架14、14的车宽方向外侧。各上构件16的车辆前方端部与下构件18的车宽方向外侧端部18d连结。各上构件16的车辆后方端部与前柱20连结(参照图1)。
在俯视观察时，在各前侧车架14与各上构件16之间设置有用于紧固支承未图示的减震器的减震器基座30(参照图1、图2)。
各下纵梁25配置在各前轮26的车辆后方侧，沿车辆前后方向延伸。该下纵梁25将车宽方向内侧的下纵梁内部25b与车宽方向外侧的下纵梁外部25c借助凸缘部结合为一体(参照图10)。后述的第2外伸叉架34的车辆方向后端部及第1外伸叉架32的车宽方向外侧端部分别连结于下纵梁内部25b的车宽方向内侧壁。
如图1、图3所示，下前围板22包括沿大致铅直上下方向延伸的纵壁部22a和从纵壁部22a的下端朝向车辆后方倾斜的倾斜面部22b。另外，下前围板22的倾斜面部22b包括从前侧车架14的车辆后端部朝向底板36的车辆前端部以放射状延伸的多个加强筋48(参照图12)。该加强筋48由例如从底板36朝向下方侧凹陷的凹部形成。
如图2所示，此外，车身架前部12a构成为包括通道横梁40、左右一对第1外伸叉架32、32和左右一对第2外伸叉架34、34。在左右一对下纵梁25、25的车辆前方端部的沿车宽方向之间，利用通道横梁40、左右一对第2外伸叉架34、34和左右一对第1外伸叉架32、32连接。
通道横梁40位于下前围板22的下方，沿车宽方向以大致直线状延伸。该通道横梁40构成为，将仰视观察时在车宽方向的中央配置的横梁中央部40a、在横梁中央部40a的车宽方向的左右两端部配置的右侧端部40b及左侧端部40c这三个部件一体连结。
如图9所示，横梁中央部40a的轴垂直截面呈帽形状，包括底壁41a、前壁41b、后壁41c、前方凸缘部41d和后方凸缘部41e。前壁41b及后壁41c以分别从底壁41a的车辆前端及车辆后端朝向上方立起的方式形成。前方凸缘部41d以从前壁41b的上端朝向车辆前方倾斜的方式形成。后方凸缘部41e以从后壁41c的上端朝向车辆后方弯曲的方式形成。该前方凸缘部41d具有不变的截面形状，并固定于后述通道构架50的倾斜面部50a。另外，后方凸缘部41e具有不变的截面形状并固定于后述通道构架50的下表面部50b。
如图2所示，右侧端部40b及左侧端部40c仰视观察时呈大致三角形状，将前侧车架14的车辆后方端部、第2外伸叉架34的车辆前方端部和横梁中央部的车宽方向端部连结。
如图2所示，各第2外伸叉架34从各前侧车架14的车辆后端部到各下纵梁25的车宽方向内侧朝向斜后方以大致直线状延伸。各第2外伸叉架34的车辆前方端部与各前侧车架14的车辆后端部连结。如图10所示，各第2外伸叉架34的车辆后方端部与各下纵梁25的车宽方向内侧壁连结。如图11所示，各第2外伸叉架34的轴垂直截面呈大致帽形状，包括车宽方向外侧的凸缘34a和车宽方向内侧的凸缘34b。第2外伸叉架34借助车宽方向外侧及车宽方向内侧的两个凸缘34a、34b固定于下前围板22及底板36的下表面。
如图2所示，各第1外伸叉架32仰视观察时呈大致三角形状，与第2外伸叉架34相比配置在车辆前方。第1外伸叉架32的车宽方向外侧端部与下纵梁25的车辆前方端部连结。
如图2所示，电池收纳部12b包括未图示的电池组搭载架、左右一对底板36、36、地板通道44和左右一对前围板横梁46、46(参照图10)。该电池组搭载架具有将单个或多个电池组收纳在内部的箱子部。
各底板36分别配置于将地板通道44夹在中间的车宽方向的左右两侧。底板36具有沿车辆前后方向延伸的多个加强筋38。该多个加强筋38从底板36的车辆前方端部延伸到车辆后方端部。
地板通道44在车宽方向的大致中央沿车辆前后方向延伸。在地板通道44与底板36的连接部，大致平行地并列设置有以大致直线状沿车辆前后方向延伸的左右一对通道构架50。各通道构架50的轴垂直截面形成为大致L字状。
各通道构架50的车辆前端部50c位于通道横梁40的横梁中央部40a的上方，并固定于横梁中央部40a。
如图9所示，通道横梁40的车辆前方侧的前方凸缘部41d沿下前围板22朝向斜上方延伸，并固定于通道构架50的倾斜面部50a。另外，通道横梁40的车辆后方侧的后方凸缘部41e固定于通道构架50的平坦的下表面部50b。
如图10所示，在第2外伸叉架34的车辆上方设有在上下方向上与第2外伸叉架34大致平行延伸的前围板横梁46。前围板横梁46在车室内侧从前侧车架14的车辆后端部到各下纵梁25的车宽方向内侧朝向斜后方延伸。该前围板横梁46固定于下前围板22。
如图11、图13所示，第2外伸叉架34的车宽方向外侧的凸缘34a和前围板横梁46的车辆下侧的凸缘46a隔着下前围板22在车宽方向上重叠且别安装于下前围板22。
应用本实施方式车身构造的电动汽车10基本按照上述方式构成以下对其作用效果进行说明。
在本实施方式中，如图4的(a)所示，仰视观察时，下构件18的车宽方向外侧端部18d及角撑板24的车宽方向外侧端部24c与前轮26的车宽方向内侧端部26a相比位于车宽方向的外侧。另外，在本实施方式中，前轮26的车宽方向外侧端部26b与下纵梁25的车辆前端的车宽方向内侧端部25a相比位于车宽方向的外侧。
根据上述的车宽方向的位置关系，在本实施方式中，在微小重叠碰撞(小重叠碰撞、窄幅偏置碰撞)时，在碰撞初期，载荷承受部(下构件18及角撑板24)将碰撞载荷向前侧车架14传递，从而前侧车架14弯折变形，能够吸收碰撞载荷(参照图4的(a))。进而，在碰撞后期，碰撞物M与前轮26碰撞而使前轮26与下纵梁25的车辆前方端部抵接。由于前轮26与下纵梁25的抵接而使下纵梁25的车辆前方端部压溃，从而能够吸收碰撞载荷(参照图4的(b))。并且，在碰撞初期，下构件18使上构件16变形而能够吸收碰撞载荷。
按照上述方式，在本实施方式中，在微小重叠碰撞时，通过碰撞初期的前侧车架14的变形和碰撞后期的下纵梁25的压溃而能够从碰撞初期到碰撞后期连续地吸收碰撞载荷。其结果，在本实施方式中，在微小重叠碰撞时，能够增大碰撞载荷的吸收量而提高碰撞载荷的吸收效率。由此，在本实施方式中，能够恰当地保护配置在地板上的电池(未图示)免受碰撞载荷，能够恰当地应用于电动汽车10。
如图14的(a)及图14的(b)所示，在载荷承受部为各下构件18的情况下，在本实施方式中，在由于所输入的碰撞载荷F而使下构件18沿箭头方向(参照图14的(b))扭转变形后，前侧车架14在碰撞载荷F的作用下弯折变形，从而能够吸收碰撞载荷F。换言之，输入至下构件18的碰撞载荷F以扭转方向的力从下构件18向前侧车架14传递。下构件18与角撑板24相比，能够使从前侧车架14起的车宽方向外侧部分的长度较长，即使在碰撞物与电动汽车10间的车宽方向的重叠量小的情况下，也能够高效地将碰撞载荷F向前侧车架14传递。
另外，下构件18与上构件16的车辆前方端部连结，且与前侧车架14的车辆前方端部连结。由此，能够使上构件16与前侧车架14在输入至下构件18的碰撞载荷F的作用下协同动作(协作)变形。其结果，能够由上构件16及前侧车架14高效地吸收碰撞载荷F。
如图15的(a)及图15的(b)所示，在载荷承受部为角撑板24的情况下，在本实施方式中，能够将输入至角撑板24的碰撞载荷F作为前侧车架14的弯曲方向的力更直接地(direct)传递。其结果，在本实施方式中，能够高效地吸收向角撑板24输入的碰撞载荷F。
并且，在本实施方式中，分为载荷承受部为各下构件18(图14的(a)及图14的(b))和载荷承受部为角撑板24的情况(图15的(a)及图15的(b))进行说明，但不限定于此。本实施方式也包含载荷承受部为左右一对下构件18、18和与各前侧车架14的内侧壁结合的角撑板24这两方的情况。
此外，在本实施方式中，使左右一对下纵梁25、25的车辆前方端部的沿车宽方向之间由通道横梁40、左右一对第2外伸叉架34、34和左右一对第1外伸叉架32、32连接。
由此，在本实施方式中，在偏置碰撞的情况下，能够将碰撞载荷从前侧车架14经由第2外伸叉架34向下纵梁25传递。另外，在本实施方式中，在斜碰撞的情况下，能够使第1外伸叉架32及下纵梁25的车辆前方端部压溃而吸收碰撞载荷。同时，由于刚性高于第1外伸叉架32的通道横梁40借助第2外伸叉架34以大致直线状连接，因此能够将由于斜碰撞而输入的碰撞载荷向与碰撞侧相反侧(反向侧)的下纵梁25传递。其结果，在本实施方式中，能够高效地保护收纳在电池收纳部12b中的电池(未图示)免受碰撞载荷。
此外，在本实施方式中，在地板通道44与底板36的连接部大致平行地并列设有以大致直线状沿车辆前后方向延伸的左右一对通道构架50、50。另外，在本实施方式中，各通道构架50的车辆前端部50c位于通道横梁40的横梁中央部40a的上方，并固定于横梁中央部40a。
由此，在本实施方式中，在全正面碰撞(full lap collision)及偏置碰撞时，能够将从载荷承受部输入的碰撞载荷从前侧车架14经由通道横梁40向通道构架50传递。其结果，在本实施方式中，能够将从载荷承受部输入的碰撞载荷经由通道横梁40高效地向通道构架50分散。
此外，在本实施方式中，通道横梁40的轴垂直截面呈帽形状，通道横梁40的车辆前方侧的前方凸缘部41d沿下前围板22而朝向斜上方，并固定于通道构架50的倾斜面部50a。另外，通道横梁40的车辆后方侧的后方凸缘部41e固定于通道构架50的平坦的下表面部50b。
由此，在本实施方式中，在全正面碰撞及偏置碰撞时，能够将从载荷承受部输入的碰撞载荷高效地从前侧车架14向通道横梁40传递。
此外，在本实施方式中，在第2外伸叉架34的车辆上方设有在上下方向与第2外伸叉架34大致平行延伸的前围板横梁46，该前围板横梁46固定于下前围板22。
由此，在本实施方式中，在全正面碰撞及偏置碰撞时，碰撞载荷从前侧车架14经由第2外伸叉架34向一侧的下纵梁25传递，并经由前围板横梁46向另一侧下纵梁25传递。其结果，在本实施方式中，能够使碰撞载荷高效地分散传递。
此外，在本实施方式中，第2外伸叉架34的车宽方向外侧的凸缘34a与前围板横梁46的车辆下侧的凸缘46a隔着下前围板22在车宽方向上重叠，并分别安装于下前围板22。
由此，在本实施方式中，能够将碰撞物从斜方向碰撞时输入的斜碰撞载荷高效地从第2外伸叉架34向通道横梁40传递。
此外，在本实施方式中，底板36具有沿车辆前后方向延伸的加强筋38，下前围板22具有从前侧车架14的车辆后端部朝向底板36的车辆前端部以放射状延伸的加强筋48。
由此，在本实施方式中，通过分别设置加强筋38及加强筋48，能够提高底板36及下前围板22的刚性/强度。另外，在本实施方式中，通过使在偏置碰撞及全正面碰撞时输入的碰撞载荷沿各加强筋38、48的延伸方向传递，能够高效地使碰撞载荷分散(参照图12)。

Claims (9)

1.一种车身构造，其特征在于，包括：
一对前侧车架，其配置在车辆前方侧，沿车辆前后方向并列设置；
载荷承受部，其配置在各所述前侧车架的车辆前端，向车宽方向外侧延伸；
前轮，其配置在各所述前侧车架的车宽方向外侧；以及
左右一对下纵梁，其配置在所述前轮的车辆后方侧，沿车辆前后方向延伸，
所述载荷承受部的车宽方向外侧端部与所述前轮的车宽方向内侧端部相比位于车宽方向的外侧，
所述前轮的车宽方向外侧端部与所述下纵梁的车辆前端的车宽方向内侧端部相比位于车宽方向的外侧，
所述车身构造还包括：
通道横梁，其沿车宽方向以大致直线状延伸；
左右一对第2外伸叉架，其从各所述前侧车架的车辆后端部到各所述下纵梁的车宽方向内侧朝向斜后方以大致直线状延伸；以及
左右一对第1外伸叉架，其配置在所述第2外伸叉架的车辆前方，
各所述第2外伸叉架的车辆前方端部与各所述前侧车架的所述车辆后端部连结，且各所述第2外伸叉架的车辆后方端部与各所述下纵梁的车宽方向内侧壁连结，
所述左右一对下纵梁的车辆前方端部的沿车宽方向之间由所述通道横梁、所述左右一对第2外伸叉架和所述左右一对第1外伸叉架连接。
2.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，
所述载荷承受部为左右一对下构件，
各所述下构件在正面观察时呈大致L字状，从所述前侧车架的车辆前端朝向上方立起并向车宽方向外侧延伸，进而与从前柱向前方延伸的上构件的车辆前端结合。
3.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，
所述载荷承受部是与各所述前侧车架的内侧壁结合的角撑板，
所述角撑板的一部分位于所述前侧车架的车辆前端的由所述内侧壁和外侧壁构成的闭合截面内。
4.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，
所述载荷承受部是左右一对下构件和与各所述前侧车架的内侧壁结合的角撑板双方。
5.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，
在沿车辆前后方向延伸的地板通道与底板的连接部，设有以大致直线状延伸的左右一对通道构架，
各所述通道构架的车辆前端部位于所述通道横梁的上方且固定于所述通道横梁。
6.根据权利要求5所述的车身构造，其特征在于，
所述通道横梁的轴垂直截面形成为帽形状，
所述通道构架的轴垂直截面形成为大致L字状，
所述通道横梁的车辆前方侧的凸缘沿下前围板朝向斜上方延伸并固定于所述通道构架，并且，所述通道横梁的车辆后方侧的凸缘固定于所述通道构架。
7.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，
在所述第2外伸叉架的车辆上方设有在上下方向上与所述第2外伸叉架大致平行延伸的前围板横梁，
所述前围板横梁固定于下前围板。
8.根据权利要求7所述的车身构造，其特征在于，
所述第2外伸叉架的车宽方向外侧的凸缘与所述前围板横梁的车辆下侧的凸缘隔着所述下前围板在车宽方向重叠，且分别安装于所述下前围板。
9.根据权利要求6所述的车身构造，其特征在于，
所述底板具有沿车辆前后方向延伸的加强筋，
所述下前围板具有从所述前侧车架的车辆后端部朝向所述底板的车辆前端部以放射状延伸的加强筋。
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